热力学第三定律（汉语拼音：Relixue Di-san Dinglü；英语：Third Law of Thermodynamics），限定温度趋于绝对零度时物质性质变化必须遵循的基本规律。它是在大量实验观测基础上概括而成的，主要内容是能斯特定理和由它引出的绝对零度不可达原理。

20世纪初德国物理化学家W.H.能斯特从研究低温下化学反应的性质得到结论：凝聚系的熵在可逆等温过程中的改变随绝对温度趋于零而趋于零，称之为能斯特定理。

由能斯特定理可知，凝聚系的熵将随热力学温度趋向零而趋向一个常数值S₀。为了确定这个熵常数，M.普朗克于1911年提出了一个假设S₀=0。由此确定的熵的数值称作绝对熵。由于热容是正定的，因此系统绝对熵S≥0。普朗克的假设能从近代量子论中找到合理的解释：达到平衡态绝对零度的系统处于能量最小的状态。这是一种高度有序的状态，与之相应的热力学概率W=1，故应用玻耳兹曼熵公式可得S₀=0。

1912年能斯特又从能斯特定理引出一个结论：不可能使一个物体通过有限数目的手续冷却到绝对零度。这就是著名的绝对零度不可达原理。